Physiologie de la Respiration 2024-2025 PDF

Faculté des Sciences - Kénitra Département des Sciences de la Vie Module : Physiologie des Grandes Fonctions (S5) Cours : Physiologie de la respiration Année universitaire: 2024- 2025. 1  Introduction  La res...

Faculté des Sciences - Kénitra Département des Sciences de la Vie Module : Physiologie des Grandes Fonctions (S5) Cours : Physiologie de la respiration Année universitaire: 2024- 2025. 1  Introduction  La respiration est définie par l’ensemble des mécanismes permettant le transport des gaz respiratoires :  O2 de l’air ambiant les cellules et son utilisation dans le métabolisme glucidique et autres molécules organique  l’élimination du CO2 produit terminal du métabolisme oxydatif La respiration correspond aux échanges gazeux entre l'atmosphère, le sang et les cellules. Elle comprend trois processus de base :  Ventilation pulmonaire, c'est l'inspiration et l'expiration de l'air.  Respiration externe, c’est l'échange de gaz entre les poumons et le sang  Respiration interne correspond à l'échange de gaz entre le sang et les cellules. Définition : C’est un mécanisme physique par lequel les organismes vivants prélèvent et utilisent l'oxygène du milieu ambiant et rejettent du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau présent dans le sang I - ORGANISATION DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE Système respiratoire (Appareil respiratoire) C’est l’ensemble des organes et des tissus qui assurent la fonction de la respiration. Ses organes sont :  nez et les fosses nasales,  le pharynx,  le larynx,  la trachée,  les bronches et les bronchioles,  les alvéoles pulmonaires. Sur le plan fonctionnel, le système respiratoire comprend Une zone de conduction : ∘ constituée des voies respiratoires : les fosses nasales, le pharynx, le larynx, la trachée, les bronches. ∘ rôles de ces voies :  acheminement de l'air à la zone respiratoire,  purification (= élimination des poussières et des microorganismes aériens),  humidification, 2  réchauffement, de l'air inspiré. Une zone respiratoire :  Constituée des structures microscopiques suivantes :  Les bronchioles,  Les conduits alvéolaires,  Les alvéoles pulmonaires. Rôle de ces structures : siège des échanges gazeux 1- zone de conduction : Le nez : permet d'éliminer une grande partie des particules en suspension dans l'air et il participe à l'humidification ainsi qu’au réchauffement de l'air qui circule vers les poumons. Le pharynx ; une voie de passage commune à l'air et aux aliments. Le pharynx se ramifie en deux conduits : l'œsophage qui sert de passage aux aliments et le larynx qui fait partie des voies aériennes. Le larynx : Au niveau du larynx, se trouvent les cordes vocales : deux replis de tissu élastique tendus horizontalement à travers sa lumière, leur vibration à l'écoulement de l'air produit les sons. (Figure 1) : Le nez, la bouche, le pharynx et le larynx forment les voies aériennes supérieures qui acheminent l’air à la zone respiratoire. Figure 1 : Structure de l’appareil respiratoire 3 Le larynx : Au niveau du larynx, se trouvent les cordes vocales : deux replis de tissu élastique tendus horizontalement à travers sa lumière, leur vibration à l'écoulement de l'air produit les sons. Le nez, la bouche, le pharynx et le larynx forment les voies aériennes supérieures qui acheminent l’air à la zone respiratoire. La trachée : est le canal qui relie le pharynx aux poumons. La trachée se divise en deux bronches (tubes), une pour chaque poumon. Bronche : se divise pour donner des bronches plus petites (bronchioles) : deux dans le poumon gauche et trois dans le poumon droit, (correspondant aux lobes du poumon). (Figure 2). Figure 2 : Structure de trachée et bronches 2- Zone de respiration Les bronchioles : sont la plus petite partie des bronches ; à leurs extrémités se trouvent les alvéoles. Les alvéoles : sont les minuscules sacs d’air qui sont la destination de l’air respiré. Sacs remplis d’air (humide, chaud), en grappes.(Figure 3). 4  Figure 3 : Bronchioles et alvéoles  se gonflent > 20 000 fois / J.  Parois mb alvéolaire : fine (H++HCO3-. VI- Régulation de la respiration Au repos, on ventile peu mais à l’exercice on ventile d’avantage. On dit alors qu’on hyper-ventile. Cette hyperventilation est due à trois éléments de base qui entre en jeu dans la régulation de la respiration.  les récepteurs : ils recueillent l’information (=stimuli) et transmet l’information.  les centres respiratoires : ils coordonnent les informations reçues par les récepteurs et envoient des impulsions aux muscles respiratoires.  Les effecteurs : ce sont les muscles respiratoires (contraction – décontraction – respiration). VI-1 : Les récepteurs  siègent au niveau de l’appareil respiratoire,  au niveau du thorax.  au niveau extra pulmonaire et extra thoracique. 18  VI-2- Localisation anatomique des centres respiratoires : Le contrôle nerveux de la respiration provient des centres respiratoires. Il existe trois centres respiratoires (au niveau du tronc cérébral) :  Le centre bulbaire.  Le centre apneustique.  Le centre pneumo taxique. VI- 2- 1- Centres respiratoires du bulbe rachidien : La respiration dépend de l'activité de 2 noyaux présents dans le bulbe rachidien : 1- GRD (= groupe respiratoire dorsal) : ∘ C'est le centre inspiratoire : il régule le rythme respiratoire en agissant essentiellement sur l'inspiration. ∘ Les influx nerveux qu'il émet stimulent : Le diaphragme (= via les nerfs phréniques), Les muscles intercostaux externes (= via les nerfs intercostaux). 2- GRV (= groupe respiratoire ventral) : ∘ Comprend à la fois des neurones agissant sur : l'inspiration (= comme pour le GRD), l'expiration (vs le GRD). ∘ Rôle : intervient surtout durant l'expiration forcée, quand des mouvements respiratoires plus vigoureux sont nécessaires. VI-2-2- LE CENTRE PNEUMOTAXIQUE Il transmet aux centres bulbaires des informations supérieures. il tend a inhiber l’action des neurones inspiratoires et a raccourcir ainsi l’inspiration. il a un rôle modulateur sur la respiration automatique en réponses a des stimuli divers : il facilite l’expiration. VI-2-3- Centre apneustique  Joue un rôle accessoire.  Site d’interruption de l’inspiration 19  VI-3- La régulation de l’activité du centre respiratoire Bien que le rythme de base de la respiration soit établi et coordonné par le centre respiratoire, ce rythme peut être modifié selon les besoins métaboliques de l'organisme par des influx nerveux dirigés vers ce centre. VI-3-1- Les influences corticales Le cortex cérébral étant relié au centre respiratoire, nous pouvons donc modifier volontairement notre respiration (mesure de protection). VI-3-2- Le réflexe de Hering-Breuer Par l’étirement des mécanorécepteurs dus au gonflement de la cage thoracique VI-3-3- La régulation chimique Le stimulus chimique les plus importants pouvant modifiés la fréquence et l'amplitude respiratoires sont la variation des concentrations de CO2, d'O2, et d'ions H+ dans le sang artériel Il existe 2 types de chimiorécepteurs :  Chimiorécepteurs centraux (= au niveau du bulbe rachidien),  Chimiorécepteurs périphériques (= au niveau de la crosse de l'aorte et des artères carotides). Effets des facteurs chimiques PCO2 artérielle est le stimulus respiratoire le plus puissant. Les ions H+ libérés par la dissociation de l'acide carbonique stimulent directement les chimiorécepteurs centraux. Réflexe de la fréquence et de l'amplitude respiratoires. Dans des conditions normales, la PO2 artérielle a peu d'influence directe sur la respiration, En effet, le système respiratoire est "suréquipé" pour obtenir l'O 2, mais il parvient plus difficilement à éliminer le CO2. Lorsque la PO2 artérielle devient < 60 mm Hg (= hypoxémie) PO2 devient le principal stimulus de la respiration, hyperventilation via les réflexes déclenchés par les chimiorécepteurs périphériques. Les variations du pH artériel résultant de la rétention de CO2 ou de la production d'acides par le métabolisme cellulaire modifient la ventilation via les récepteurs périphériques. Le pH du sang artériel n'a pas d'effet direct sur les chimiorécepteurs centraux. 20